Guide Motion Control du GIMELEC - Ministère de l'Éducation ...

3- L’entraînement
3-7- Les codeurs
Le codeur est un organe essentiel pour le fonctionnement du servomoteur.
Pour que les boucles d’asservissement aient la plus large bande passante
possible et permettent une rotation sans à-coup à très basse vitesse, les
mesures de vitesse et de position du moteur doivent être faites avec le
maximum de résolution et de précision.
Le capteur de position joue un rôle très important dans la boucle d’asservissement,
car ses indications sont utilisées pour réaliser la commande de
vitesse/position, mais aussi pour assurer le fonctionnement de l’autopilotage.
Le choix du capteur dépend des besoins de l’application: les modèles
les plus fréquemment rencontrés sont les résolveurs, les codeurs incrémentaux
et les codeurs sinusoïdaux.
Figure 60 Représentation simplifiée d’un
résolveur
Le résolveur
Le résolveur (Figure 60 et 61) est un composant électromécanique (pour
simplifier, un transformateur tournant) constitué, au minimum, d’une bobine
rotor et de deux bobines stator disposées en quadrature.
L’excitation primaire (ou porteuse) du rotor est une tension sinusoïdale, de
fréquence comprise entre 4 et plus de 10 kHz.
Les tensions induites dans les deux enroulements orthogonaux du stator
ont une forme sinusoïdale qui restitue la position angulaire q t
de l’arbre
(Figure 62). Les deux tensions sont de la forme:
Figure 61 Réalisation industrielle
V
V1 = k Va sin q t
t
V2 = k Va cos q t
V
t
où k est le rapport de transformation du résolveur, Va la tension alternative
d’alimentation du résolveur et q t
l’angle, fonction du temps, entre le rotor
et une bobine. Le rapport V1/V2 donne directement la tangente de l’angle
q t
en éliminant le rapport de transformation et la porteuse.
Le résolveur est capable de fonctionner dans une large plage de température.
Figure 62 Allure des tensions du résolveur,
moteur en rotation
C’est aussi un capteur de position fiable et robuste pour les environnements
difficiles. Il donne une information de position absolue sur un tour,
condition indispensable pour l’autopilotage d’un servomoteur synchrone
ou asynchrone.
L’unité de traitement qui alimente le moteur exigeant des signaux numériques,
les informations du résolveur devront donc être converties.
Il existe deux approches possibles. L’une consiste à utiliser un convertisseur
RDC (Résolver to Digital Conversion). Cette technique de conversion fournit
une sortie numérique avec une bonne immunité au bruit. Cependant, il
faut tenir compte du retard introduit par le filtre présent à l’intérieur du
convertisseur RDC.
La deuxième fait appel à un circuit intégré dédié de type DSP (Digital Signal
Processor). Les tensions en sinus et cosinus des enroulements secondaires
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